Generating topological optical flux lattices for ultracold atoms by modulated Raman and radio-frequency couplings
我们提出了一种利用调幅拉曼激光器和射频（rf）磁场动态产生具有非平凡能带拓扑的光通量晶格的方案。通过调谐拉曼和射频场的强度，在单位单元的单位填充处实现三个不同的相。这三个相分别对应于正常绝缘体、拓扑陈氏绝缘体和半金属。在拓扑相中出现了几乎非色散的能带，这为在简单的冷原子体系中研究强关联量子态提供了可能。我们的建议的有效性得到证实，通过比较的Floquet准能量的有效哈密顿量的频谱的发展运营商。
2017-02-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Photon-assisted confinement-induced resonances for ultracold atoms
本文研究了囚禁在周期性调制的准一维囚禁势中的超冷原子气体的两粒子s波散射。原子间的相互作用用费米赝势表示。对于调制的各向同性横向谐波约束，原子的质心和相对自由度解耦和精确解是可能的。我们使用的Floquet方法表明，额外的光子辅助共振散射通道打开由于谐波调制。应用Bethe-Peierls边界条件，得到了含时薛定谔方程的一般散射解，该方程在低能时具有普适性.结合能和有效一维散射长度可以通过外部驱动来控制。
2014-03-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Center of Mass Momentum Dependent Interaction Between Ultracold Atoms
我们证明了一种新型的两体相互作用，这取决于这两个粒子的质心（CoM）的动量，可以实现在超冷原子气体与激光调制的磁费什巴赫共振（MFR）。在这里，MFR是由两束沿不同方向传播的激光调制的，这可以诱导两体束缚态之间的拉曼跃迁。由于多普勒效应的存在，两原子的散射长度强烈依赖于两原子的CoM动量。结果表明，两原子间的有效相互作用是与动量相关的，而单原子自由哈密顿量仍然是简单动能${\bf p}^2/(2m)$ .
2017-06-21 cond-mat.quant-gas
Creating State-Dependent Lattices for Ultracold Fermions by Magnetic Gradient Modulation
我们展示了一个通用的方法来创建状态依赖的光晶格通过施加一个磁场梯度调制的时间。这允许针对不同的内部状态调谐隧穿的相对幅度和符号。我们观察到实质上不同的动量分布取决于费米40K原子的自旋状态。利用偶极振荡，我们探测自旋相关的能带结构，发现与理论很好的协议。原位膨胀动力学表明，一个国家可以完全本地化，而其他人仍然巡回。一项系统的研究表明，在哈伯德状态下，可以忽略不计的加热和几秒钟的寿命。
2018-01-23 cond-mat.quant-gas
Super Bloch oscillations with modulated interaction
本文研究了受简谐调制的平均场相互作用的超冷原子在振动晶格势中的超布洛赫振荡。通常，任何相互作用都会导致波包的衰减及其超布洛赫振荡。在这里，我们使用的相互作用和振动的自由布洛赫振荡作为控制参数的相位。我们发现两种类型的长寿命的情况下：（i）抑制立即扩大的波包，和（ii）动力学稳定的所有自由度。后者依赖于循环时间的相当稳健的对称性论证[Gaul等人，A84，053627（2011）]。
2013-01-21 cond-mat.quant-gas
Modulated pair condensate of p-orbital ultracold fermions
我们发现自旋不平衡费米气体在特定的实验条件下发生了有趣的配对现象--自旋上和自旋下的费米能级分别位于光晶格的$p_x$和$s$轨道带内。这些对在一个有限的动量下凝聚，该动量等于自旋向上和自旋向下的费米子的两个费米动量之和，并形成一个$p$轨道对凝聚。这种$2k_F$动量依赖性以前在自旋密度波和电荷密度波中就已经发现过了，但它与通常的$p$波超流体（如$^3$ He）不同，后者的轨道对称性指的是每对中的相对运动。我们的结论是基于一维系统的密度矩阵重整化群分析和准一维系统的平均场论。计算了准一维体系的相图，表明在较宽的填充范围内都存在$p$ -轨道对凝聚体。在强吸引极限下，系统实现了一个超越Feynman无节点定理的非常规BEC。讨论了分子投影实验中该相可能的实验特征。
2010-09-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-ph
Analysis of Particle Transfer by Periodic Lattice Modulation for Ultracold Fermionic Atom Systems in Three Dimensional Optical Lattice
采用哈伯德模型和含时Gutzwiller变分方法，对具有限制谐振势的三维光晶格中的超冷费米子原子系统进行了数值计算.我们的研究集中在通过添加一个周期性的晶格势调制时的粒子转移的时间演化。调制频率、调制幅度和粒子数等参数的选择对粒子传输有影响。我们计算的粒子分布的方差的时间演化，并显示其依赖于参数。实验结果表明，晶格调制可以有效地控制粒子的转移，在费米原子系统的实验中将是一种有用的方法。
2013-10-07 cond-mat.quant-gas
Influence of the particle number on the spin dynamics of ultracold atoms
在单空间模近似下，研究了自旋为1的超冷原子系统的量子自旋动力学与粒子数的关系。我们发现，对于所有的自旋相关的相互作用的强度，在热力学极限的平均场动力学收敛。然而，当自旋变化碰撞能量和二次塞曼能量相等时，收敛特别慢，即量子和平均场自旋动力学之间的偏差在这些条件下可能非常大。我们的估计表明，在旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的实验中，对平均场动力学的量子修正可能起着相关的作用。这在原子数很少的情况下尤其如此，这在光晶格中是可接近的。在这里，自旋动力学调制的拍音在大磁场由于相关的多体自旋状态的显着影响。
2010-05-18 cond-mat.quant-gas
Tunable Spin-Orbit Coupling via Strong Driving in Ultracold Atom Systems
自旋轨道耦合（SOC）是拓扑材料的重要组成部分，传统的和量子气体基的都一样。超冷原子系统中的工程自旋轨道耦合-在实验控制和测量机会方面是独一无二的-为研究和理解拓扑现象提供了一个重要的机会。在这里，我们实验证明和理论分析的技术，用于控制SOC的两个组件的玻色-爱因斯坦凝聚体使用振幅调制拉曼耦合。
2014-12-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Tunneling control and localization for Bose-Einstein condensates in a frequency modulated optical lattice
周期势中的物质波与固态物理过程的相似性引发了人们对在光晶格中使用玻色-费米超冷气体进行量子模拟的兴趣。目前的工作证明了在振荡电磁场的应用下移动的电子和经历由频率差调制的光晶格的物质波之间的相似性，等效于空间振动的周期性势。我们证明了玻色-爱因斯坦凝聚体在振动周期势中的隧穿性质是可以精确控制的。通过证明光晶格的强振动保持了物质波函数的相干性，并且即使在存在相互作用的情况下，振动参数也可以动态地改变，我们对这种方法的未来应用采取了额外的关键步骤。在周期势场中，我们可逆地诱导了到莫特绝缘体的量子相变。
2009-12-07 cond-mat.quant-gas
Transport of ultracold atoms in superpositions of S- and D-band states in a moving optical lattice
运动光晶格中的超冷原子具有高度的可控性，是研究输运现象的可行平台。本文研究了一维光晶格中D带超冷原子的输运过程，并通过调节S带和D带的布居比来实现对原子输运的调控。在实验中，我们首先利用捷径法将超冷原子加载到光晶格中，然后通过扫描晶格光束的相位来加速光晶格。分别给出了D带和S带的原子输运。我们发现D带原子的群速度与S带相反。通过在S带原子中掺杂D带原子，调制了原子叠加态的群速度，实现了原子群速度由正变负的操控。此外，研究了晶格深度和加速度对输运距离的影响。多轨道模拟的计算结果与实验结果吻合较好。我们的工作为操纵原子在高轨道或混合轨道上的输运提供了一种有效的方法。
2023-02-04 cond-mat.quant-gas
False vacuum decay in an ultracold spin-1 Bose gas
我们提出了一个超冷原子模拟早期宇宙真空衰变的自旋1玻色气体的所有三个状态。我们考虑了一个一维系统，内部态之间既有射频耦合又有光学喇曼耦合。我们的建议的一个优点是缺乏时间调制耦合，这可能会导致不稳定性。在系统的精细相结构中，我们确定了一个有效的Klein-Gordon场，并在截断的Wigner近似下使用Gross-Pitaevskii模拟来模拟其假真空的衰减。我们研究了$^{7}$ Li和$^{41}$ K的真空衰减速率对粒子密度的依赖性，并与瞬子方法找到了合理的一致性。
2022-02-10 cond-mat.quant-gas hep-th
Pair scattering from time-modulated impurity in the Bose-Hubbard model
该研究探讨了一维吸引Bose-Hubbard模型中时间调制杂质对散射现象的影响，揭示了动态局域化单粒子模式和对粒子解离现象，为可控量子输运提供了新思路。
2025-11-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Doublon production rate in modulated optical lattices
本文从理论上研究了超冷费米子在光晶格中的晶格调制实验。我们重点研究了当相互作用强度大于带宽和温度高于磁超交换能时与当前实验相关的机制。我们得到了作为调制频率，填充因子和温度的函数的双光子生产率的解析表达式。我们使用局域密度近似的平均超过非均匀密度的原子在一个抛物型陷阱，并找到良好的协议与实验测量值。我们的结果表明，晶格调制实验可以用于光晶格中强相互作用费米子系综的测温。
2012-05-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Ultracold rare-earth magnetic atoms with an electric dipole moment
我们提出了一种新的方法来产生超冷镝原子的电和磁偶极气体。在17513.33 cm $^{-1}$和电子角动量$J=10$处，以及在17514.50 cm $^{-1}$和$J=9$处，一对具有相反宇称的近简并能级可以与外部电场混合，从而在实验室坐标系中诱导出电偶极矩。对于与当今实验相关的场振幅，我们预测磁偶极矩高达13玻尔磁子，电偶极矩高达0.22德拜，这与碱金属晶体获得的值相似。当存在磁场时，我们证明了电偶极矩强烈地依赖于磁场之间的角度。场混合能级的寿命在毫秒范围内，从而允许适当的实验检测和操纵。
2018-03-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Superfluidity of Bose-Einstein condensates in ultracold atomic gases
长期以来，液氦4一直是实验中唯一可用的玻色子超流体。1995年，随着超冷原子气体中玻色-爱因斯坦凝聚的实现，一种新的超流体诞生了。液氦4是强相互作用的，没有自旋;几乎没有办法改变它的参数，如相互作用强度和密度。新的超流体，玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），提供了比液氦多方面的优势。一方面，BEC是弱相互作用的，并且具有自旋自由度。另一方面，可以方便地调节BEC的几乎所有参数，例如，通过自旋-轨道耦合调节动能，通过外部势调节密度，以及通过费什巴赫共振调节相互作用。人们一直致力于研究超流性的这些新方面，其结果极大地丰富了我们对超流性的认识。在这里，我们回顾这些发展的重点是各种超流体的稳定性和临界速度。所考虑的BEC系统包括自由空间中的均匀超流体、密度周期性调制的超流体、具有人工设计的自旋轨道耦合的超流体以及纯自旋流的超流体。由于弱相互作用，这些BEC系统可以用平均场Gross-Pitaevskii理论很好地描述，它们的超流性，特别是临界速度，可以用Landau的超流理论来研究。实验建议，观察这些新的方面的超流性进行了讨论。
2015-01-17 cond-mat.quant-gas
Hydrodynamic theory of Rotating Ultracold Bose Einstein Condensates in Supersolid Phase
在平均场Gross-Pitaevskii框架下，具有长程相互作用的超冷原子凝聚体在超过临界相互作用强度后将具有类超固体的基态。这种平均场超固体的基态具有周期性调制的超流密度，这意味着超流和晶体有序共存。处于这种平均场基态的超冷原子系统可以受到通过旋转或利用Raman激光在原子的超精细态之间引入空间依赖耦合而产生的人工规范场的作用。从零温下描述这类系统的Gross-Pitaevskii能量泛函出发，我们构造了描述这种弱相互作用超冷原子旋转超固体在二维空间中的低能长波激发的流体动力学理论.我们在著名的双流体近似的框架内处理这种系统中的超固体。在快旋转极限下，考虑超流中的涡旋晶格与超固体晶格共存，我们解析地得到了在这种平衡态附近的集体激发的色散关系。色散关系给出了旋转超固体的模式，这些模式可以在现有技术范围内通过实验测量。我们指出，这可以清楚地识别这样的超冷原子超固相在一个明确的方式。
2015-03-14 cond-mat.quant-gas
Resonant Spin Exchange between Heteronuclear Atoms Assisted by Periodic Driving
我们提出了一个通过周期驱动诱导非匹配能级的自旋或赝自旋之间共振交换的一般方案。的基本思想说明了两个异质原子的系统，为有效的自旋交换（SE）相互作用强度的分析结果提供。然后，它被施加到23 Na和87 Rb原子的混合物与射频（rf）或微波场近共振的失配塞曼能级间距。这种设计的SE相互作用适用于包含旋量玻色-玻色、玻色-费米和费米-费米原子的超冷量子气体混合物。
2018-05-07 cond-mat.quant-gas
Gaussian-like and flat-top solitons of atoms with spatially modulated repulsive interactions
孤子是一种非线性的粒子激发，在传播过程中具有不可改变的性质（振幅、形状和速度），它在科学的许多分支中无处不在，特别是在物理学中。平顶孤子是一种在纯非线性介质中尚未得到充分研究的新型亮孤子。在这里，一个非线性克尔（立方）介质的超冷原子与空间调制排斥相互作用的模型提出，并证明支持各种稳定的平顶物质波孤子，包括一维（1D）平顶基本和多极孤子，二维（2D）平顶基本和涡旋孤子。我们证明了通过改变相关的物理参数（非线性系数和化学势），普通的亮（高斯）孤子可以转化为新的平顶孤子。平顶孤子族的（不）稳定域检查通过线性稳定性分析和直接数值模拟重新确认。该模型在非线性光学和玻色-爱因斯坦凝聚体的背景下是通用的，这提供了直接的实验途径来观察预测的解决方案。
2019-09-21 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Analog quantum simulation of the spinor-four Dirac equation with an artificial gauge field
在光晶格中，二维时空调制的超冷原子Wannier-Stark系统模拟了Dirac粒子的行为。适当的附加调制产生人工规范场，其模拟磁场并强制使用全旋量四狄拉克方程。
2020-05-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Collective excitations of a Bose-Einstein condensate of hard-core bosons and their mediated interactions: from two-body bound states to mediated superfluidity
本文研究硬核玻色子气体中集体激发的介导相互作用，发现其支持依赖于气体性质的两体束缚态，并在BKT理论框架下展示了超流参数和临界温度的可调性，为超冷气体和固态系统研究开辟新途径。
2023-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Bose Hubbard Models with Synthetic Spin-Orbit Coupling: Mott Insulators, Spin Textures and Superfluidity
受超冷原子自旋-轨道耦合合成实验实现的启发，我们研究了二维非阿贝尔规范场中玻色哈伯德模型的相图.在自旋轨道耦合和可调相互作用的组合存在下，利用强耦合展开，我们在莫特绝缘体（MI）中发现了各种有趣的磁哈密顿量，它们支持自旋螺旋、涡旋和Skyrmion晶体等磁织构.一个不均匀的平均场处理表明，超流（SF）阶段继承这些外来的磁订单从MI和显示，此外，不寻常的调制电流模式。我们提出了一个奴隶玻色子理论，使洞察到这种交织的自旋电荷订单的SF，并讨论这些订单的布拉格散射，原位显微镜，和动态淬火实验的签名。
2012-05-10 cond-mat.quant-gas
Chiral currents in Bose-Einstein condensates subject to current-density interactions
准一维玻色-爱因斯坦凝聚体中的持续电流在电流-密度相互作用的存在下成为手性的。这种现象是探讨在超冷原子加载在一个旋转的环形几何形状，不同的载流定态分析发现，推广以前已知的平均场运动方程的解决方案。它们的动态稳定性进行了测试，数值模拟表明，稳定的电流与恒定和调制的密度分布的状态，而衰减电流只出现在一个单向的速度阈值。最近在该领域的实验使这些状态在实验范围内。
2023-07-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Solitonic excitations in collisions of superfluid nuclei: a qualitatively new phenomenon distinct from the Josephson effect
最近，我们报道了一种新的作用，在低能重离子反应中的能量以上的库仑势垒，这可能有一个可检测的影响反应的结果，如动能的碎片和融合截面[arXiv：1611.10261，arXiv：1702.00069]。这种现象模仿了超冷原子气体的实验研究，其中两个具有不同相位的配对场的费米子超流体云被迫合并，诱导配对场的各种激发模式。虽然它起源于配对场的相位差，但其背后的物理学与所谓的约瑟夫森效应明显不同。在这篇简短的文章中，我们将简要地概述我们最近的论文中讨论的结果，并解释与超冷原子气体场的关系。
2017-05-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-ex
Collective emission of matter-wave jets from driven Bose-Einstein condensates
散射是物理学所有领域中对物质及其相互作用的基本探测。超冷原子气体提供了一个强大的平台，在其中控制成对相互作用使我们能够研究量子多体系统中的散射。过去对碰撞玻色-爱因斯坦凝聚体的实验已经揭示了许多重要的特征，包括物质波干涉、散射原子晕、四波混频和反向传播对之间的相关性。然而，具有类似于超辐射的自发碰撞的强烈刺激的制度已被证明是难以捉摸的。在这里，我们访问该制度，发现失控的受激碰撞与调制的相互作用强度的凝聚导致发射的物质波射流类似烟花。喷流只出现在调制幅度阈值以上，它们的相关性是不变的，即使喷出的原子数呈指数增长。因此，我们表明，结构和占领的喷注源于量子涨落的凝聚。我们的研究结果证明了失控受激碰撞的条件，并揭示了物质波发射的量子本质。
2017-06-17 cond-mat.quant-gas
Tuning the mobility of a driven Bose-Einstein condensate via diabatic Floquet bands
研究了在时间强调制光晶格势作用下超冷原子对弱力的响应。实验表明，强交流驱动允许裁剪的流动性的稀原子玻色-爱因斯坦凝聚体与弹道移动的原子沿或逆着施加的力的方向。我们的结果是一致的Floquet光谱的模型系统的理论分析，从而揭示了非绝热Floquet带的存在，在原子的带谱和突出其作用的非平衡输运的原子。
2013-03-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Shape resonance for the anisotropic superconducting gaps near a Lifshitz transition: the effect of electron hopping between layers
研究了量子阱超晶格中量子限制效应调制的多能隙超导。我们的理论BCS方法捕获的形状共振的超导间隙时，化学势附近的Lifshitz过渡调谐的低能量物理。我们专注于弱库珀配对耦合通道和强对交换相互作用的情况下，由排斥库仑相互作用，允许使用BCS理论在弱耦合制度忽略延迟效应，如在超冷气体的量子凝聚。计算的矩阵元素的配对相互作用的影响，产生一个复杂的物理附近的特定的量子临界点，由于在多能隙超导的Lifshitz转变。强烈的偏差的比率$2Δ/T_c$从标准BCS值的函数的化学势相对于Lifshitz转变点测量的Lifshitz参数的位置被found. The响应的冷凝相的Lifshitz参数的调谐进行了比较，在BCS-BEC交叉的响应由外部磁场调谐的超冷气体。结果提供了在此制度中，矩阵元素的影响起着关键作用的冷凝物的描述。
2010-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Many-body parametric resonances in the driven sine-Gordon model
本文利用半经典截断维格纳近似研究驱动 sine-Gordon 模型中的多体参量共振，揭示了主共振模式指数快速吸收能量并通过非线性激发高次谐波加热的机制，并指出可在超冷原子平行一维准凝聚体中实验验证。
2023-05-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Nonequilibrium Steady States and Resonant Tunneling in Time-Periodically Driven Systems with Interactions
时间周期驱动系统是实现有趣的有效哈密顿量的通用工具箱。由激发到高能态引起的加热是实验的一个挑战。虽然到目前为止，大多数装置都是针对相对弱相互作用的区域，但研究强相关系统中的加热是普遍感兴趣的。利用Floquet动力学平均场论，研究了具有时间周期驱动的动能或相互作用的Falicov-Kimball模型的非平衡定态。我们系统地研究了NESS的非平衡性质。对于驱动的动能，我们表明，共振隧穿，其中的相互作用是驱动频率的整数倍，在加热中起着重要的作用。在强关联的制度，我们表明，这可以很好地理解使用费米\textquoteright的黄金法则和Schriffal-Wolff变换的时间周期驱动系统。我们还证明了共振隧穿可以用来控制Floquet态的布居，以实现“光掺杂”。对于在广泛采用的费什巴赫共振附近由振荡磁场引入的驱动相互作用，我们发现双占据被强烈调制。我们的计算适用于振动的超冷原子系统，和固态系统中的空间均匀，但时间相关的电场。它们也与晶格调制光谱学密切相关。我们的计算有助于理解强关联Floquet系统的最新实验。
2018-04-07 cond-mat.quant-gas
Quantum simulation of correlated-hopping models with fermions in optical lattices
通过在光晶格中超冷费米子原子的费什巴赫共振中使用调制磁场，我们证明了设计一类通常被称为相关跳跃模型的模型是可能的。这些模型不同于哈伯德模型，表现出额外的密度依赖的相互作用项，影响跳跃过程。除了自旋SU（2）对称性外，它们还具有电荷SU（2）对称性，这为研究由杨为哈伯德模型引入的超导$η$配对机制提供了可能。我们讨论了已知的解决方案的模型在1D（其中$η$状态已被发现在基态的简并流形），并表明，远离可积点，量子蒙特卡罗模拟在半填充预测出现一个阶段与共存的无公度自旋和电荷顺序。
2014-03-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two dimensional sub-wavelength topological dark state lattices
本文提出利用Λ型原子暗态构建二维亚波长拓扑光学晶格，通过设计激光场生成标量势和补偿磁通，实现具有单位陈数的近平坦能带，为模拟量子霍尔系统提供新平台。
2025-10-23 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Atom-light crystallization of BECs in multimode cavities: Nonequilibrium classical and quantum phase transitions, emergent lattices, supersolidity, and frustration
玻色-爱因斯坦凝聚体在横向泵浦光腔中的自组织是一个类似于结晶的过程：当被足够强度的激光泵浦时，耦合的物质和光场自发地演变成空间调制的图案或晶体，其晶格结构由腔的几何形状决定。在具有多个简并模式的腔中，可能的晶格排列的准连续体以及与采用特定晶格排列相关的连续对称性破缺会产生诸如声子、缺陷和挫折等现象，这些现象迄今为止在超冷原子环境中尚未被探索过涉及中性原子。本文发展了一种非平衡场论方法来研究抽运有耗光腔中BEC的自组织行为。我们发现，过渡是很好地描述，在制度的主要利益，由一个有效的均衡理论。在非零温度下，自组织发生通过波动驱动的一阶相变的Brazovskii类;这种转变持续到零温度，并跨越到一个新的普遍性类的量子相变。我们进一步利用我们的场论描述调查的自组织过渡的非平衡波动的作用，以及探索有序相液滴的成核，拓扑缺陷的性质和能量，在有序相的超固体，和挫折的可能性控制的腔的几何形状。此外，我们讨论了实验参数的范围内，我们期望这里描述的现象是可观察的，以及可能的计划，通过原子相关性或从腔体发射的光的相关性检测排序和波动。
2010-07-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
